本文介绍了利用可见光成像设备对额头区域进行成像，并从所得视频中提取出运动状态下被测者的脉搏波及心率的方法。本课题所使用的基本方法称为光电容积脉搏波描记法（PhotoPlethysmoGraphy, PPG）。此方法利用额头区域灰度均值的变化体现额头的光吸收量变化，进一步体现该区域皮下血管血液灌注量的变化，最终从灰度变化曲线中提取出脉搏波信号，通过算法提升信噪比并得到心率。本课题使用常见摄像头为视频采集设备，设计固定在额头的遮光罩以在视频采集的源头尽可能衰减运动伪差，并提出目标区域跟踪配准的方法以在提取脉搏波及心率的前期尽可能使得晃动视频稳定化，继而设计了运动状态下脉搏波及心率提取的优化算法，以进一步提高所获脉搏波的信噪比以及心率值的准确性。本文主要研究工作如下：1、针对运动状态下被测区域晃动影响脉搏波及心率提取的问题，提出了基于含二维高斯分布的十字叉中心定位法的目标区域跟踪配准的方法。通过对每帧图像定位十字中心标记并重新截取所需区域的方法来将晃动视频“稳定化”。2、针对运动状态下被测区域晃动影响脉搏波及心率提取的问题，提出了基于模板匹配算法的目标区域跟踪配准的方法。每帧图像均以模板为基准搜索匹配所需的相同区域，最终形成以原始视频中每帧图像的模板区域组成的新的稳定“视频”。3、针对运动状态下被测区域晃动造成脉搏波信号质量恶化的问题，结合前面两种方法使用了独立成分分析法对脉搏波信号进行去噪处理并进行结果分析。4、针对运动状态下被测区域晃动造成脉搏波信号质量下降的问题，结合1、2点所述的两种方法使用小波变换对脉搏波信号进行去噪处理并进行结果分析。进行上述研究的同时，利用了市面上较为成熟的指夹式脉搏波检测仪进行了对比验证实验。对不同方法所获取的脉搏波及心率结果进行对比分析，证明了所提方法的有效性。本文所研究的方法可以较为准确并清晰地在被测者运动状态下提取脉搏波及心率，进一步研究还可以测量更多的生命体征信号，为人们的健康带来帮助。